Stima dei carichi e delle pressioni articolari durante l'esecuzione di diversi task motori in soggetti con artrosi di ginocchio

L’analisi del movimento umano mediante modelli muscoloscheletrici permette la stima di grandezze biomeccaniche non direttamente misurabili in vivo, come forze muscolari, carichi articolari e distribuzione delle pressioni sullo strato cartilagineo. In particolare, può essere applicato a popolazioni patologiche, come nel caso di soggetti affetti da osteoartrosi, per comprendere meglio l’evoluzione della patologia e valutarne l’impatto sulla biomeccanica del movimento. Il presente lavoro ha l’obiettivo di indagare le condizioni di carico articolare e la distribuzione delle pressioni cartilaginee, in soggetti con osteoartrosi medio-bassa, durante l’esecuzione di diversi task motori funzionali. Sono stati selezionati 10 soggetti (età media 40 ± 15 anni, BMI 24.5 ± 2.3) arruolati nello studio Gait-MRI-Knee e sottoposti a valutazione funzionale mediante analisi del cammino e risonanza magnetica. I dati cinematici sono stati acquisiti mediante sistema optoelettronico di acquisizione del movimento, le forze di reazione al suolo tramite pedane di forza e le attivazioni muscolari mediante elettromiografia superficiale. Il protocollo sperimentale ha previsto l’esecuzione di tre task motori, tra cui camminata su piano, salita e discesa da gradino e seduta/sollevamento da rialzo. I dati sperimentali sono poi stati utilizzati per l’esecuzione di simulazioni muscoloscheletriche mediante modelli articolari a sei gradi di libertà, in grado di descrivere le componenti tridimensionali del carico articolare. Il framework utilizzato per le analisi è stato basato sul modello COMAK, in modo da permettere la risoluzione concorrente delle attivazioni muscolari e della cinematica articolare. I risultati ottenuti hanno permesso di valutare l’impatto di ciascun movimento sulle condizioni di carico articolare, evidenziando come la discesa da gradino rappresenti il movimento più critico in termini di pressione cartilaginea e quindi potenzialmente associato all'evoluzione della patologia.